(57)【要約】【課題】体動周期が乱れても体動同期のクラスタスキャンが能率良く行えるスキャン制御方法、および、そのようなスキャン制御を行うＸ線ＣＴ装置を実現する。【解決手段】被検体の撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせてスキャンするＸ線ＣＴ装置を制御するにあたり、スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わった場合に次の周期的体動の動きが小さい期間で同一の撮影位置の再スキャンを行わせる（５０５，５０７）。スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わったときは残りのビューのスキャンを中止させ、次の周期的体動の動きが小さい期間では残りのビューの先頭からスキャンを行わせるようにしてもよい。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせてスキャンするＸ線ＣＴ装置を制御するにあたり、
スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わった場合に次の周期的体動の動きが小さい期間で同一の撮影位置の再スキャンを行わせる、
ことを特徴とするスキャン制御方法。
【請求項２】
スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わったとき残りのビューのスキャンを中止させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のスキャン制御方法。
【請求項３】
次の周期的体動の動きが小さい期間では前記残りのビューの先頭からスキャンを行わせる、
ことを特徴とする請求項２に記載のスキャン制御方法。
【請求項４】
次の周期的体動の動きが小さい期間では全ビューのスキャンを行わせる、
ことを特徴とする請求項２に記載のスキャン制御方法。
【請求項５】
前記周期的体動は呼吸運動である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のスキャン制御方法。
【請求項６】
被検体の周期的体動を検出する体動検出装置と、被検体をＸ線でスキャンしてデータを収集するデータ収集装置と、撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせて前記データ収集装置にスキャンを行わせる制御装置と、前記データ収集装置が収集したデータに基づいて画像を再構成する画像再構成装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記制御装置は、スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わった場合に次の周期的体動の動きが小さい期間で同一の撮影位置の再スキャンを行わせる、
ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記制御装置は、スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わったとき残りのビューのスキャンを中止させる、
ことを特徴とする請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記制御装置は、次の周期的体動の動きが小さい期間では前記残りのビューの先頭からスキャンを行わせる、
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記制御装置は、次の周期的体動の動きが小さい期間では全ビューのスキャンを行わせる、
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記周期的体動は呼吸運動である、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャン（ｓｃａｎ）制御方法およびＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関し、さらに詳しくは、被検体の撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせてスキャンするＸ線ＣＴ装置を制御する方法、および、そのようなスキャン制御を行うＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置で腹部等を撮影する場合、呼吸信号に基づいて呼吸の位相を識別し、呼気期間中の体動がほぼ静止しているとみなせる位相に合わせてスキャンが行われる。このようなスキャンにより体動の影響が少ないデータ（ｄａｔａ）が得られるので、再構成画像の画質低下を軽減することができる。このようなスキャンは呼吸同期スキャンと呼ばれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
体軸方向の撮影範囲が１回のスキャンの撮影範囲を超えるときは、１スキャンごとに撮影位置を間欠的に移動させながら撮影が行われる。このようなスキャンはクラスタスキャン（ｃｌｕｓｔｅｒ  ｓｃａｎ）と呼ばれる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９１５９４号公報（第３−４頁、図４−５）
【特許文献２】特開平５−１３７７１４号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クラスタスキャンを呼吸同期で行うときは、個々のスキャンをそれぞれ呼吸同期スキャンにより行うことになるが、呼吸の乱れ等による息継ぎがスキャンの途中で発生すると、そのスキャンに関しては再構成画像の品質が低下する。このため、スキャン中の息継ぎが発生した場合は、そのときのスキャン位置を憶えておき、当初計画したクラスタスキャンの終了後に、その部分のスキャンをやり直さなければならない。このようなスキャンのやり直しは、操作技師の負担および患者の拘束時間を増加させるものとなる。このような事情は、心電同期スキャンを行う場合も同様である。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、体動周期が乱れても体動同期のクラスタスキャンが能率良く行えるスキャン制御方法、および、そのようなスキャン制御を行うＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、被検体の撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせてスキャンするＸ線ＣＴ装置を制御するにあたり、スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わった場合に次の周期的体動の動きが小さい期間で同一の撮影位置の再スキャンを行わせる、ことを特徴とするスキャン制御方法である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、被検体の周期的体動を検出する体動検出装置と、被検体をＸ線でスキャンしてデータを収集するデータ収集装置と、撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせて前記データ収集装置にスキャンを行わせる制御装置と、前記データ収集装置が収集したデータに基づいて画像を再構成する画像再構成装置とを有するＸ線ＣＴ装置であって、前記制御装置は、スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わった場合に次の周期的体動の動きが小さい期間で同一の撮影位置の再スキャンを行わせる、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わったとき残りのビューのスキャンを中止させることが、無駄な被曝を防止する点で好ましい。
次の周期的体動の動きが小さい期間では前記残りのビューの先頭からスキャンを行わせることが、被爆量を必要最小限にする点で好ましい。
【０００９】
次の周期的体動の動きが小さい期間では全ビューのスキャンを行わせることが、スキャンの連続性が良い点で好ましい。
前記周期的体動は呼吸運動であることが、呼吸同期スキャンを行う点で好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上記各観点での発明では、被検体の撮影位置を間欠的に移動させながら周期的体動の動きが小さい期間に合わせてスキャンするＸ線ＣＴ装置を制御するにあたり、スキャンの途中で周期的体動の動きが小さい期間が終わった場合に次の周期的体動の動きが小さい期間で同一位置を再度スキャンさせるので、体動周期が乱れても体動同期のクラスタスキャンが能率良く行えるスキャン制御方法、および、そのようなスキャン制御を行うＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置の構成を示す。本装置は本発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線ＣＴ装置に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本装置の動作によって、スキャン制御方法に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１２】
図１に示すように、本装置は、ガントリ（ｇａｎｔｒｙ）１００、テーブル（ｔａｂｌｅ）２００、オペレータコンソール（ｏｐｅｒａｔｏｒ  ｃｏｎｓｏｌｅ）３００および呼吸計４００を有する。
【００１３】
ガントリ１００は、テーブル２００によって搬入される被検体１０を、Ｘ線照射・検出装置１１０で撮影して複数ビューのデータを収集する。撮影はＸ線照射・検出装置１１０をガントリ１００内で回転（スキャン）させながら行われる。ガントリ１００およびテーブル２００からなる部分は、本発明におけるデータ収集装置の一例である。
【００１４】
ガントリ１００で収集されたデータは、オペレータコンソール３００に入力される。オペレータコンソール３００には、呼吸計４００を通じて被検体１０の呼吸信号も入力される。呼吸計４００は、本発明における体動検出装置の一例である。オペレータコンソール３００は、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のデータ処理装置を内蔵し、入力データに基づいて画像再構成を行う。オペレータコンソール３００は、本発明における画像再構成装置の一例である。再構成された画像はディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）３０２に表示される。
【００１５】
オペレータコンソール３００は、また、ガントリ１００およびテーブル２００を制御する。オペレータコンソール３００による制御の下で、ガントリ１００は所定の撮影条件で撮影を行い、テーブル２００は所定の部位がスキャンされるように、被検体１０の位置決めを行う。ガントリ１００およびテーブル２００はクラスタスキャンを行うように制御される。オペレータコンソール３００は、本発明における制御装置の一例である。
【００１６】
被検体１０の位置決めは、内蔵する位置調節機構により、天板２０２の高さおよび天板２０２上のクレードル（ｃｒａｄｌｅ）２０４の水平移動距離を調節することによって行われる。天板２０２の高さ調節は、支柱２０６をベース（ｂａｓｅ）２０８への取付部を中心としてスイング（ｓｗｉｎｇ）させることによって行われる。
【００１７】
クレードル２０４を停止させた状態でスキャンすることにより、アキシャルスキャン（ａｘｉａｌ  ｓｃａｎ）が行われる。クラスタスキャンは、クレードル２０４の間欠送りによりアキシャルスキャンの撮影位置を順次移動させることによって行われる。各撮影位置でのスキャンは呼吸同期で行われる。
【００１８】
なお、撮影位置の移動はガントリ１００とテーブル２００間の相対的な移動であり、ガントリ１００が移動可能なものであるときは、クレードル２０４の代わりにあるいはそれに加えてガントリ１００を移動させるようにしてもよい。
【００１９】
図２に、Ｘ線照射・検出装置１１０の構成を模式的に示す。Ｘ線照射・検出装置１１０は、Ｘ線管１３０の焦点１３２から放射されたＸ線１３４をＸ線検出器１５０で検出するようになっている。Ｘ線１３４は、図示しないコリメータ（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ）で成形されてコーンビーム（ｃｏｎｅ  ｂｅａｍ）Ｘ線となっている。Ｘ線検出器１５０は、コーンビームＸ線の広がりに対応して２次元的に広がるＸ線入射面１５２を有する。Ｘ線入射面１５２は円筒の一部を構成するように湾曲している。円筒の中心軸は焦点１３２を通る。
【００２０】
Ｘ線照射・検出装置１１０は、撮影中心すなわちアイソセンタ（ｉｓｏｃｅｎｔｅｒ）Ｏを通る中心軸の周りを回転する。中心軸は、Ｘ線検出器１５０が形成する部分円筒の中心軸に平行である。回転の中心軸の方向をｚ方向とし、アイソセンタＯと焦点１３２を結ぶ方向をｙ方向とし、ｚ方向およびｙ方向に垂直な方向をｘ方向とする。これらｘ，ｙ，ｚ軸はｚ軸を中心軸とする回転座標系の３軸となる。
【００２１】
図３に、Ｘ線検出器１５０のＸ線入射面１５２の平面図を模式的に示す。Ｘ線入射面１５２は検出セル（ｃｅｌｌ）１５４がｘ方向とｚ方向に２次元的に配置されたものとなっている。すなわち、Ｘ線入射面１５２は検出セル１５４の２次元アレイ（ａｒｒａｙ）となっている。
【００２２】
個々の検出セル１５４はＸ線検出器１５０の検出チャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）を構成する。これによって、Ｘ線検出器１５０は多チャンネルＸ線検出器となる。検出セル１５４は、例えばシンチレータ（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）とフォトダイオード（ｐｈｏｔｏ  ｄｉｏｄｅ）の組み合わせによって構成される。
【００２３】
このようなＸ線検出器１５０は、多列Ｘ線検出器またはマルチスライス型Ｘ線検出器と呼ばれる。Ｘ線検出器１５０が多列Ｘ線検出器であることにより、複数スライス分のデータを一挙に取得することができる。このため、１スキャン当たりの体軸方向の撮影範囲が広い。クラスタスキャン時には、１スキャンの撮影範囲に相当する距離ずつ間欠送りされる。
【００２４】
図４に、呼吸同期スキャンにおける呼吸信号とスキャンの関係の一例を示す。呼吸信号は呼吸運動を表し、その信号強度は吸気時に増加し呼気時に減少する。スキャンは、呼気期間中の信号変化が小さい時期すなわち動きが小さい期間に合わせて行われる。動きが小さい期間は閾値に基づいて判定される。閾値は、例えば予め複数呼吸にわたって測定された呼吸信号に基づいて適切な値が定められる。
【００２５】
動きが小さい期間におけるスキャンのタイミングは、１スキャンのスキャンタイム（ｓｃａｎ  ｔｉｍｅ）が動きが小さい期間に完全に入るように定められる。そのようなスキャンタイミングは、例えば、呼吸信号の信号強度が閾値以下になった時点またはそこから適宜遅延した時点である。なお、１スキャンのスキャンタイムは例えば０．５ｓｅｃである。
【００２６】
図５に、本装置の動作の一例のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。ステップ（ｓｔｅｐ）５０１でクラスタスキャンを開始すると、ステップ５０３で被検体１０を最初のスキャン位置に位置決めする。そして、ステップ５０５で、呼吸動期のアキシャルスキャンを行う。これによって、図４に示したように、呼吸運動の動きが小さい期間に合わせたアキシャルスキャンが行われる。
【００２７】
ステップ５０７で、スキャン中の息継ぎがないか否かを判定する。息継ぎの有無の判定は、呼吸信号が閾値を越えたか否かによって行われる。息継ぎがない場合すなわち呼吸信号が閾値を越えない場合はステップ５１３で最後のスキャン位置か否を判定する。最後のスキャン位置でない場合は、ステップ５１５で次のスキャン位置に位置決めしてステップ５０５に戻る。ステップ５０５では、次のスキャン位置について呼吸同期のアキシャルスキャンを行う。
【００２８】
スキャン中の息継ぎがなく、かつ、最後のスキャン位置に到達しない間は、ステップ５０５−５１５の動作の繰り返される。これによって、予め設定された撮影範囲の始めから終わりに向かってクラスタスキャンが進行する。そして、ステップ５１３で、最後のスキャン位置に到達したと判定されたときに、ステップ５１７でクラスタスキャン完了とする。
【００２９】
このようなクラスタスキャンの過程で、図６に示すように、スキャン中に呼吸信号が閾値を越えたときは、ステップ５０７において、スキャン中の息継ぎありと判定される。その場合は、ステップ５０５に戻って呼吸同期のアキシャルスキャンを行う。このとき、被検体１０はまだ次のスキャン位置に位置決めされていないので、次の呼吸の動きが小さい期間には同じスキャン位置についてのスキャンが行われる。
【００３０】
このようにして、同一位置についてのスキャンのやり直しが次の周期的体動の動きが小さい期間に行われる。このため、次の呼吸が正常に行われたときは、体動に影響されないデータを得ることができる。次の呼吸も正常に行われないときは、さらにやり直しが行われ、やがて正常な呼吸の回復とともに正常なデータが得られる。
【００３１】
このようなスキャンのやり直しを行うので、操作技師の負担は増加せずまた患者拘束時間の増加も最小限となる。すなわち、呼吸が乱れても呼吸同期のクラスタスキャンを能率良く行うことができる。なお、スキャンのやり直しは、操作技師が呼吸状態を監視して手動的に行うようにしてもよい。
【００３２】
図７に、本装置の動作の他の例のフロー図を示す。ステップ５０１でクラスタスキャンを開始すると、ステップ５０３で被検体１０を最初のスキャン位置に位置決めする。そして、ステップ５０５で、呼吸動期のアキシャルスキャンを開始する。これによって、図４に示したような、呼吸運動の動きが小さい期間に合わせたアキシャルスキャンが始まる。
【００３３】
ステップ５０７で、スキャン中の息継ぎがないか否かを判定する。息継ぎの有無の判定は、呼吸信号が閾値を越えたか否かによって行われる。息継ぎがない場合はステップ５０９で全ビューのデータを収集したか否かを判定する。全ビューのデータ収集が終わっていないときはステップ５０７に戻る。息継ぎがなく、かつ、全ビューのデータ収集が終わっていない間はステップ５０７−５０９の動作を繰り返す。
【００３４】
スキャン中の息継ぎ発生なしに全ビューのデータ収集が終わったときは、ステップ５１１でアキシャルスキャンを終了し、ステップ５１３で最後のスキャン位置か否を判定する。最後のスキャン位置でない場合は、ステップ５１５で次のスキャン位置に位置決めしてステップ５０５に戻る。ステップ５０５では、次のスキャン位置について呼吸同期のアキシャルスキャンを行う。
【００３５】
スキャン中の息継ぎがなく、かつ、最後のスキャン位置に到達しない間は、ステップ５０５−５１５の動作の繰り返される。これによって、予め設定された撮影範囲の始めから終わりに向かってクラスタスキャンが進行する。そして、ステップ５１３で、最後のスキャン位置に到達したと判定されたときに、ステップ５１７でクラスタスキャン完了とする。
【００３６】
このようなクラスタスキャンの過程で、図６に示したように、スキャン中に呼吸信号が閾値を越えたときは、ステップ５０７において、スキャン中の息継ぎありと判定される。その場合は、ステップ５１９でアキシャルスキャンを中止する。これによって、図８に一点鎖線で示すように以降のスキャンが中止される。
【００３７】
次に、ステップ５２１で次回スキャンの先頭ビューを指定する。次回スキャンの先頭ビューとは、スキャン中止が行われた時点のビューであり、これ以降についてデータ収集が行われていないビューである。
【００３８】
次に、ステップ５０５で呼吸同期のアキシャルスキャンを行う。このとき、被検体１０はまだ次のスキャン位置に位置決めされていないので、次の呼吸の動きが小さい期間には同じスキャン位置についてのスキャンが行われる。スキャンは指定された先頭ビューから始められる。これによって、図９に示すように、先のスキャンの残りのビューについてのスキャンが行われる。
【００３９】
このようにして、同一位置についてのスキャンのやり直しが次の呼吸の動きが小さい期間に行われる。このため、次の呼吸が正常に行われたときは体動に影響されないデータを得ることができる。次の呼吸も正常に行われないときは、さらにやり直しが行われ、やがて正常な呼吸の回復とともに正常なデータが得られる。
【００４０】
このようなスキャンのやり直しを行うので、操作技師の負担は増加せずまた患者の拘束時間の増加も最小限となる。すなわち、呼吸が乱れても呼吸同期のクラスタスキャンを能率良く行うことができる。なお、スキャンのやり直しは、操作技師が呼吸状態を監視して手動的に行うようにしてもよい。
【００４１】
また、スキャン中に息継ぎが発生したときは、それ以降のスキャンを中止するので無駄な被曝を無くすことができる。さらに、やり直しのスキャンを前回スキャンできなかったビューだけについて行うので、この点でも被爆量を少なくすることができる。なお、やり直しスキャンは、あらためて全ビューについて行うようにしてもよい。これによって、スキャンの連続性を良くすることができる。
【００４２】
以上は、被検体の周期的体動が呼吸運動の例であるが、周期的体動は呼吸運動に限らず心臓の拍動等であってよい。その場合は、呼吸計を心電計に代えて心電同期スキャンを上記の要領で行うことにより、心拍周期が乱れても心電同期のクラスタスキャンを能率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】Ｘ線ＣＴ装置におけるＸ線照射・検出装置の構成を示す図である。
【図３】Ｘ線検出器のＸ線入射面の構成を示す図である。
【図４】呼吸とスキャンの関係を示す図である。
【図５】本発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の動作の一例を示すフロー図である。
【図６】スキャン中に呼吸が乱れた状態を示す図である。
【図７】本発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の動作の一例を示すフロー図である。
【図８】スキャン中の呼吸の乱れに伴うスキャン中止を示す図である。
【図９】スキャンのやり直しの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ ： 被検体
１００ ： ガントリ
１１０ ： Ｘ線照射・検出装置
１３０ ： Ｘ線管
１３２ ： 焦点
１３４ ： Ｘ線
１５０ ： Ｘ線検出器
１５２ ： Ｘ線入射面
１５４ ： 検出セル
２００ ： テーブル
２０２ ： 天板
２０４ ： クレードル
２０６ ： 支柱
３００ ： オペレータコンソール
３０２ ： ディスプレイ
４００ ： 呼吸計
【図１】
2006311941.tif 000003
【図２】
2006311941.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006311941.tif 000009
【図８】
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【図９】
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